Niveles Enlace Datos y Red

Niveles Enlace Datos y Red.

Protocolos del nivel enlace de datos

• Detección y corrección de errores:

La detección de errores es utilizada para encontrar los posibles errores a la hora de enviar tramas al receptor e intentar solucionar estos. Esta detección se realiza mediante distintos tipos de códigos, de los cuales los más importantes  son es el CRC (código de redundancia cíclica), simple paridad, paridad cruzada y suma de verificación.

La corrección de errores se genera a partir de la detección, luego de esta detección  se debe añadir a la información útil que antes fue recolectada un número de bits redundantes, muy superior al que se necesita para detectar y transmitir. Existen varias técnicas ya sean el Código Hamming, Repetición (cada bit se repite un numero de 3 veces), verificación de paridad cruzada, Reed-Solomon y De Goyle.

• Protocolos sencillos orientados a carácter:

 Estos protocolos emplean códigos de control reservados en forma de caracteres, puesto que tanto los datos como la información de control se estructuran en caracteres. Se habían diseñado en principio para la transmisión de textos imprimibles, donde entre los datos de usuario no suelen aparecer caracteres de control.

Un ejemplo es el código BISYNC de IBM que emplea el conjunto de caracteres ASCII donde además de los caracteres imprimibles se recogen un buen número de caracteres de control.

• Protocolos sencillos orientados a bit:

 El método de inserción de bit se utiliza en protocolos orientados a bit que tratan la información como bits individuales, no como caracteres. Es el caso del protocolo HDLC, el SDLC o el PPP en modo de transmisión síncrona. Se define una única secuencia de control, denominada Flag, que se utiliza para delimitar el comienzo y el final de cada trama. Se trata de la secuencia 01111110.

Por lo tanto, para mantener la transparencia de los datos que van entre los Flags que delimitan la trama se debe evitar que en ella aparezcan seis bits 1 seguidos y flanqueados por dos bits 0.

            La técnica consiste en lo siguiente:

a) El emisor inserta un cero cada vez que detecta una secuencia de  cinco bits 1 seguidos.

b) El receptor cada vez que encuentra una secuencia de cinco bits 1 seguidos comprueba si el siguiente bit, es un 0, en cuyo caso lo elimina. Si el sexto es otro bit 1 comprueba si el siguiente bit, es un 0. En este caso se tratará de un Flag que marca el final de la trama. Si el séptimo bit es un 1, se habrá producido un error (aborto de la transmisión, emisor inactivo, etc.)

El método de inserción de bit varía la longitud de algunos caracteres, lo que impide que pueda ser utilizar en transmisiones asíncronas.

Cuando un protocolo  funciona sobre medios de transmisión asíncronos, se deben habilitar otros mecanismos para mantener la transparencia de los datos. Al tener que revisar la información bit a bit, los procesos de transmisión y recepción se hace más lentos por lo que esta técnica resulta poco eficiente implementada en software. Sin embargo, en la mayoría de los casos la inserción y eliminación de los bits se implementa en los circuitos electrónicos de gran escala de integración (LSI) que se emplean en las interfaces físicas convirtiéndolo en un método rápido y fiable.

          -Protocolo de parada y espera:

Se encarga de controlar la congestión, para evitar que se desborde el receptor, el emisor envía una trama y debe esperar una señal que le avise que fue recibida antes de enviar la siguiente. Este procedimiento resulta adecuado cuando hay que enviar pocas tramas de gran tamaño, sin embargo, la información suele transmitirse en forma de tramas cortas debido a la posibilidad de errores, la capacidad de buffer limitada y la necesidad en algunos casos de compartir el medio.

La eficiencia de este sistema está dada por la proporción entre el tiempo empleado en transmitir información útil (Trama) y el tiempo total del proceso (Total). El primero sería igual al tamaño de la trama partido por la velocidad de transmisión del emisor.

-Protocolo de ventana deslizante:

 Un mecanismo más sofisticado y muy empleado es el de la ventana deslizante, la ventana determina cuantos mensajes pueden estar pendientes de confirmación y su tamaño se ajusta a la capacidad del buffer del receptor para almacenar tramas. El tamaño máximo de la ventana está además limitado por el tamaño del número de secuencia que se utiliza para numerar las tramas.

En este protocolo existe un buffer de ventana deslizante para cada equipo (el emisor y el receptor). La ventana del emisor refleja las tramas por transmitir, dentro de la ventana en un instante dado habrá tramas emitidas y otras pendientes de hacerlo. En el receptor sucederá lo mismo con las tramas recibidas.

 Conforme el receptor va procesando tramas y enviando sus acuse de recibo, “desliza” la ventana hacia posiciones superiores. En el lado del emisor, conforme se van recibiendo acuses de recibo se va “deslizando” la ventana también hacia las tramas siguientes. No se puede emitir ni recibir tramas que estén fuera de la ventana. Las confirmaciones de tramas pueden  agruparse indicando al emisor la siguiente que se espera (RR nº).

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-Protocolos de control de errores:

 Una vez detectado el error en una trama, si no es posible solucionarlo con la información redundante se debe solicitar de nuevo la trama al emisor, lo  mismo ocurre si la trama se ha perdido.

Para ello están los protocolos ARQ (Automatic Repeat ReQuest), o protocolos de solicitud de repetición automática, con estos protocolos se intenta convertir un enlace no fiable en fiable.

Existen varios tipos de protocolos ARQ:

-ARQ con parada y espera:

 Se basa en la técnica de control de flujo, pero incorpora la atención a los diversos errores que se pueden producir. El primer tipo de error consiste en que la trama que llega al destino puede estar dañada, el receptor detecta este hecho mediante la utilización de técnicas de detección de errores, luego descartará la trama. La estación fuente pone en marcha un temporizador cada vez que se envía una trama, si recibe un paquete de confirmación este temporizador se pasa por alto, si por el contrario se encuentra un error en la trama el temporizador caducara sin que se haya recibido confirmación alguna y el emisor retransmitirá la última trama.

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